Các phân tử không khí dao động và va chạm vào nhau khi bị đốt nóng. Các phân tử chiếm nhiều không gian hơn trong quá trình chuyển động này, khiến không khí nở ra. Bởi vì các phân tử chiếm một không gian lớn hơn hoặc cùng kích thước với áp suất tăng lên, không khí trở nên nhẹ hơn hoặc ít đặc hơn.
Không khí trở nên đặc hơn khi làm mát. Nhiệt độ mát hơn làm chậm các phân tử không khí, có nghĩa là chúng chiếm ít không gian hơn. Việc giảm không gian dẫn đến không khí trở nên nặng hơn do áp suất không khí giảm. Áp suất không khí là một yếu tố quan trọng trong khí tượng học, vì nhiệt độ giảm khi nhiệt độ tăng. Sự giảm nhiệt độ này là do áp suất khí quyển giảm ở độ cao lớn hơn.
